英國(guó)布里斯托大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的研究人員在位于牛津郡哈維爾市的歐洲航天局（ESA）歐洲太空應(yīng)用和電信中心測(cè)試了他們的新型針對(duì)月球探測(cè)車的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)。他們通過(guò)虛擬化工具操控月球探測(cè)車，控制機(jī)械臂挖掘模擬月壤。這種方式不需要依賴攝像頭傳輸視頻信號(hào)，從而避免了由于地球和月球之間 1.3 秒信號(hào)延遲導(dǎo)致的攝像頭反饋滯后問(wèn)題。未來(lái)，歐洲航天局計(jì)劃的“月光”項(xiàng)目衛(wèi)星可以中繼傳輸月球探測(cè)車的遠(yuǎn)程操作信號(hào)。

 

布里斯托爾大學(xué)的喬?盧卡（Joe Louca）在一份聲明中說(shuō)：“這種模擬系統(tǒng)可以幫助我們從地球上遠(yuǎn)程操作月球機(jī)器人，避免信號(hào)延遲的問(wèn)題。”

 

這套虛擬化模擬系統(tǒng)還整合了“觸覺(jué)”交互功能。換句話說(shuō)，這套系統(tǒng)能夠給用戶提供觸覺(jué)，模擬出月壤在月球低重力下的觸覺(jué)特性。這讓遠(yuǎn)程操作員能更好感知需要多大力才能挖掘出月壤，或者需要多大的力才能鏟起采集的樣本。目前，這種觸覺(jué)交互功能只能用在一些虛擬化的基礎(chǔ)任務(wù)中，比如壓實(shí)月壤或者用鏟子移動(dòng)月壤，應(yīng)用范圍有限，尚未用于更復(fù)雜的任務(wù)。

 

盧卡說(shuō)：“我們可以在這個(gè)模擬系統(tǒng)中調(diào)整重力的強(qiáng)度，并提供觸覺(jué)反饋，這樣就可以讓宇航員感知月球條件下月球塵埃的質(zhì)感和狀況，畢竟月球引力只有地球的六分之一。”

 

這套系統(tǒng)還可以用來(lái)訓(xùn)練未來(lái)登月的宇航員，為他們提供一個(gè)逼真的模擬環(huán)境，提前了解月面情況。

 

盧卡說(shuō)：“其中一種用途可能是讓宇航員通過(guò)這套模擬系統(tǒng)來(lái)為即將到來(lái)的月球探測(cè)任務(wù)做準(zhǔn)備。”

 

但盧卡說(shuō)，在此之前還需要克服信任問(wèn)題。先前的研究表明，用戶在操作虛擬化系統(tǒng)時(shí)存在心理障礙，主要擔(dān)心虛擬系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)中是否能夠如期表現(xiàn)出預(yù)期的效果。

 

盧卡的團(tuán)隊(duì)對(duì)這套虛擬化系統(tǒng)的效率和可信度進(jìn)行了量化分析。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)在采集模擬月壤時(shí)，效率達(dá)到了 100%，可信度為 92.5%；但倒出模擬月壤的可靠度略低。研究人員發(fā)現(xiàn)，在移動(dòng)模擬月壤時(shí)，可以通過(guò)限制鏟子的傾斜角度來(lái)精確完成這一操作。

 

雖然這套系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的是探月任務(wù)，但原則上同樣的遠(yuǎn)程操作技術(shù)也可以用于火星任務(wù)。特別是當(dāng)從火星車上取回樣本試管并裝載到另一輛從火星發(fā)射返回地球的飛行器時(shí)，這一技術(shù)可能會(huì)有幫助。

 

目前火星樣本返回項(xiàng)目的預(yù)算和時(shí)間表都已經(jīng)超出了控制范圍，美國(guó)國(guó)家航空航天局已經(jīng)請(qǐng)求業(yè)界幫助制定解決方案。火箭實(shí)驗(yàn)室最近贏得了一份合同，對(duì)可能的解決方案進(jìn)行詳細(xì)研究，回收毅力號(hào)火星車采集到的樣本。盡管遠(yuǎn)程操作發(fā)揮作用可能還為時(shí)過(guò)早，但未來(lái)的月球、火星、小行星以及其他如彗星等巖石天體的樣本返回和探測(cè)任務(wù)都可能用上遠(yuǎn)程操作。

 

“未來(lái)十年里，我們將看到多個(gè)載人和無(wú)人登月任務(wù)，比如中國(guó)的嫦娥計(jì)劃和美國(guó)國(guó)家航空航天局的阿爾忒彌斯任務(wù)，”盧卡說(shuō)。“這種模擬系統(tǒng)可能是這些任務(wù)準(zhǔn)備或執(zhí)行階段有價(jià)值的支持工具。”